Teorie stejnosměrných obvodů (DC)

Stejnosměrný proud (DC – Direct Current) je elektrický proud, jehož směr a velikost se v čase nemění.

Elektrické napětí, proud a zdroje

Elektrický obvod je uzavřená dráha sestávající ze zdroje, spojovacích vodičů a zátěže (spotřebiče). Dochází v něm k usměrněnému pohybu volných elektronů od záporného pólu k kladnému pólu zdroje.

  • Svorkové napětí (U): Napětí naměřené na svorkách zatíženého zdroje.
  • Vnitřní odpor zdroje (R_i): Působí pokles napětí při odběru proudu (U = U_e - I . R_i).
  • Dohodnutý směr proudu: Od kladného (+) k zápornému (-) pólu zdroje.
Elektrické napětí a proud

Sériové vs. Paralelní zapojení

Sériové zapojení (Za sebou)

Obvodem protéká ve všech místech stejný proud $I$. Celkové napětí se dělí na jednotlivé rezistory v poměru jejich odporů.

R = R_1 + R_2 + ... + R_n

U = U_1 + U_2 + ... + U_n

Sériové zapojení rezistorů
Paralelní zapojení (Vedle sebe)

Na všech větvích je stejné napětí $U$. Celkový proud se dělí do větví nepřímo úměrně jejich odporům.

1 / R = 1/R_1 + 1/R_2 + ... + 1/R_n

I = I_1 + I_2 + ... + I_n

Paralelní zapojení rezistorů

Pokročilé metody analýzy obvodů

Při řešení rozvětvených lineárních obvodů s více zdroji používáme tyto metody:

1. Metoda smyčkových proudů (MSP)

Založena na 2. Kirchhoffově zákonu. Zavádíme fiktivní smyčkové proudy v nezávislých smyčkách a řešíme soustavu lineárních rovnic.

2. Metoda uzlových napětí (MUN)

Založena na 1. Kirchhoffově zákonu. Určujeme potence uzlů vůči zvolenému referenčnímu uzlu (zem).

3. Théveninova a Nortonova věta

Umožňuje nahradit libovolně složitý lineární dvoupól náhradním zdrojem napětí s vnitřním odporem.